來自浙江工業(yè)大學和浙江雙林環(huán)境有限公司的科學家們開發(fā)了一種神奇的凈水器，里面裝滿了廢棄塑料、絲瓜和鐵屑。該研究已發(fā)表在《 Polymers》雜志上。

1.一體化污水處理設備系統(tǒng)

綜合污水系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)、生活和工業(yè)廢水處理方面在規(guī)模和施工便利性方面具有優(yōu)勢。但是，它們可能會受到常用填充材料的限制。商業(yè)填充材料的主要挑戰(zhàn)是成本和性能。通常用于此目的的填料包括活性炭、石英砂和聚氯乙烯。

對低成本、可持續(xù)和高性能填料的需求導致研究重點增加，但目前，填料的選擇有限，一體化污水處理設備仍使用傳統(tǒng)填料。這增加了農(nóng)村地區(qū)水處理的成本和運營需求。

2.將廢料用于一體化污水處理系統(tǒng)填料

循環(huán)經(jīng)濟概念的一個核心要素是將廢料再用于商業(yè)和工業(yè)應用。如前所述，存在對用于集成一體化污水處理系統(tǒng)的低成本、可持續(xù)、高性能和環(huán)境友好的填充材料的需求。在這些系統(tǒng)中利用廢料為廢物處理行業(yè)帶來了重大機遇。

目前，許多廢料要么被送往垃圾填埋場，要么被焚燒，要么被傾倒在環(huán)境中，在生態(tài)破壞、排放和不可再生資源的持續(xù)使用方面存在嚴重問題。例如，塑料刨花是填充材料的潛在來源。這種廢物流是在塑料制造和加工過程中產(chǎn)生的，到目前為止，回收這些材料已被證明具有挑戰(zhàn)性。這些材料具有多種良好的化學和機械性能，并且可以廣泛使用。

在鋼鐵生產(chǎn)過程中，通常會產(chǎn)生鐵屑，研究表明它們可以有效去除磷。另一種有趣的廢料是絲瓜，它是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的。絲瓜具有纖維網(wǎng)絡，非常適合攜帶微生物，并且由于其在反應過程中緩慢釋放碳源而節(jié)省了成本。這三種廢料的特性使其在一體化污水處理設備中作為生物填料極具吸引力。

3.研究

我國研究團隊開發(fā)了一種一體化污水處理過濾系統(tǒng)，將這三種廢料作為生物填料用于一體化污水處理設備。作者分析了污泥形態(tài)和填料結構，并研究了過濾器去除常見污染物的效果。

該過濾器是包含多個功能元件的模塊化系統(tǒng)。根據(jù)工藝要求，功能模塊可采用不同的填充材料。模塊通過管道連接。水生植物可用于系統(tǒng)頂部，以增強污水除臭和改善景觀元素。

通過安裝附加設備來控制過濾器的操作，例如出水和進水流量、曝氣、水流方向、消毒、回流和沉淀。由于它是模塊化的，因此整套可以針對特定的現(xiàn)場條件進行定制。在維護和更換填料時，過濾器框架可以很容易地拆除，無論是當它們耗盡或需要改變工藝要求時。

過濾器設置有不同的廢料（塑料、鐵、絲瓜絡），并在91天的時間內(nèi)進行了評估。系統(tǒng)中使用了八個模塊。一個模塊用于沉淀和消毒，另外七個模塊根據(jù)工藝要求包含各種填料。模塊1包括一個用于去除大顆粒的烤架。每個包含填料的模塊都包含三個填料框架，并且通過包含刷子來防止短流。

4.研究結果

對使用后的廢棄填料（塑料刨花、鐵刨花和絲瓜）的污泥形態(tài)和結構分析表明，這些填料足以用于廢水處理。觀察到了可靠和穩(wěn)健的性能，對COD、NH4+-N和TP等常見污染物具有高去除率。這些廢物填料的可持續(xù)性和成本效益克服了傳統(tǒng)生物填料的問題。

此外，過濾器的模塊化結構使系統(tǒng)易于使用和定制，以滿足不同的工藝要求。因此，所提出的系統(tǒng)既實現(xiàn)了一體化污水處理設備中的有效水處理，又實現(xiàn)了有價值的廢料流的再利用。該研究為工程師提供了更具成本效益的農(nóng)村綜合污水系統(tǒng)解決方案，以應對當前的技術挑戰(zhàn)。

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